WO2019138735A1

WO2019138735A1 - 車両用空調装置

Info

Publication number: WO2019138735A1
Application number: PCT/JP2018/044575
Authority: WO
Inventors: 洋輔白井; 義治遠藤; 哲也武知; 樋口　輝一
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2019-07-18
Also published as: JP2019123284A

Abstract

本開示は、電動圧縮機の作動音が騒音として認知され難い車両用空調装置を提供することを目的とする。　車両用空調装置（１）は、熱媒体を圧縮する電動圧縮機（１１）と、空調ダクト内の空気を車室内に吹き出す送風機（３２）と、電動圧縮機の目標回転速度を設定する制御部（４０）と、を備える。制御部は、車両の走行速度が所定速度未満であって、且つ送風機の回転速度が所定回転速度未満であるとき、電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、目標回転速度を補正するとともに、電動圧縮機の回転加速度を通常値よりも大きい値に設定する。

Description

車両用空調装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１８年１月１２日に出願された日本国特許出願２０１８－００３７２９号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。

　本開示は、車両用空調装置に関する。

　車両用空調装置は、車室内に送風される空調用空気を冷却するための冷凍サイクルを備えるものがある。冷凍サイクルは、基本的には、電動圧縮機が作動することにより、電動圧縮機、凝縮器、減圧弁、蒸発器の順で冷媒が流れる。車両用空調装置では、蒸発器を流れる冷媒と、空調用空気との間で熱交換が行われることにより、空調用空気が冷却される。

　一方、電動圧縮機が作動する際、電動圧縮機から作動音が発生する。この作動音は、車両が中速度又は高速度で走行している場合には、ロードノイズ等の暗騒音によりマスキングされるため、車両乗員にとって耳障りな騒音になり難い。しかしながら、車両が低速度で走行している場合には、暗騒音が小さくなるため、結果的に電動圧縮機の作動音が騒音として認知され易くなる。

　そこで、特許文献１に記載の車両用空調装置では、電動圧縮機の回転速度の上限値として、第１上限値と第２上限値とが設けられている。第２上限値は、第１上限値よりも小さい値に設定されている。特許文献１に記載の車両用空調装置は、車両の走行速度が所定速度以上の場合には電動圧縮機の回転速度の上限値を第１上限値に設定し、車両の走行速度が所定速度未満の場合には電動圧縮機の回転速度の上限値を第２上限値に設定している。

特許第４０４８９６８号公報

　特許文献１に記載の車両用空調装置のように電動圧縮機の回転速度に上限値を設けただけでは、電動圧縮機の作動音が騒音となることを回避できない状況がある。具体的には、電動圧縮機が所定の回転速度域で作動したときに車両部品との共振により電動圧縮機の作動音が増幅される場合がある。そのため、暗騒音が小さいときに電動圧縮機が共振発生領域の回転速度で作動すると、電動圧縮機の作動音が車両乗員にとって耳障りな騒音となるおそれがある。

　本開示の目的は、電動圧縮機の作動音が騒音として認知され難い車両用空調装置を提供することにある。

　本開示の一態様による車両用空調装置は、空調ダクト内に配置された室内熱交換器を流れる熱媒体と、空調ダクト内を流れる空気との間で熱交換を行うことにより空調用空気を生成するとともに、当該空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内の空調を行う車両用空調装置であって、熱媒体を圧縮する電動圧縮機と、空調ダクト内の空気を車室内に吹き出す送風機と、電動圧縮機の目標回転速度を設定する制御部と、を備える。制御部は、車両の走行速度が所定速度未満であって、且つ送風機の回転速度が所定回転速度未満であるとき、電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、目標回転速度を補正するとともに、電動圧縮機の回転加速度を通常値よりも大きい値に設定する。

　また、本開示の他の態様による車両用空調装置は、熱媒体を圧縮する電動圧縮機と、車室外空気と熱媒体との間で熱交換を行う室外熱交換器と、室外熱交換器に空気を送風する送風機と、電動圧縮機の回転速度を目標回転速度に制御する制御部と、を備える。制御部は、車両の走行速度が所定速度未満であって、且つ送風機の回転速度が所定回転速度未満であるとき、電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、目標回転速度を補正するとともに、電動圧縮機の回転加速度を通常値よりも大きい値に設定する。

　これらの構成のように、電動圧縮機の目標回転速度が補正されるとともに、電動圧縮機の回転加速度が通常値よりも大きい値に設定されることにより、電動圧縮機の回転速度が共振発生領域になる時間を短くすることができる。すなわち、電動圧縮機の作動音が増幅される時間を短くすることができるため、結果的に電動圧縮機の作動音が騒音として認知され難くなる。

図１は、実施形態の車両用空調装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、実施形態の車両用空調装置の電気的な構成を示すブロック図である。図３は、実施形態の空調制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。図４は、実施形態の電動圧縮機の補正前の目標回転速度と補正後の目標回転速度との対応関係を示すグラフである。

　以下、車両用空調装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
　図１に示されるように、本実施形態の車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクル１０を有している。ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車両の室内へ送風される空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。以下では、車室内に吹き出される空気を空調用空気と称する。

　車両用空調装置１は、例えば車両走行用の駆動力を走行用電動モータから得る電気自動車に適用される。図１及び図２に示されるように、車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクル１０、空調ユニット３０、及び空調制御装置４０を備えている。空調ユニット３０は、ヒートポンプサイクル１０によって得られる温熱や冷熱を用いて空調用空気の温度を調整するとともに、この温度の調整された空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内の空調を行う。空調制御装置４０は、車両用空調装置１の各種機器の作動を制御する。本実施形態では、空調制御装置４０が制御部に相当する。

　ヒートポンプサイクル１０は、例えば３つの空調運転モードの熱媒体回路に切り替え可能に構成されている。３つの空調運転モードは、冷却された空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内を冷房する冷房運転モード、加熱された空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内を暖房する暖房運転モード、及び冷却後に加熱された空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内を除湿暖房する除湿暖房運転モードである。

　図１に示されるように、ヒートポンプサイクル１０は、電動圧縮機１１、室内凝縮器１２、室外熱交換器１６、室内蒸発器２０、暖房用固定絞り１３、冷房用固定絞り１８、電磁弁１５、及び三方弁１７を備えている。電動圧縮機１１は、熱媒体を圧縮して吐出する。本実施形態では、室内凝縮器１２及び室内蒸発器２０は、空調用空気を加熱あるいは冷却する室内熱交換器に相当する。暖房用固定絞り１３及び冷房用固定絞り１８は、熱媒体を減圧して膨張させる。電磁弁１５及び三方弁１７は、熱媒体流路を切り替える。

　電動圧縮機１１は、例えば車両ボンネット内に配置されている。電動圧縮機１１は、ヒートポンプサイクル１０において熱媒体を吸入して圧縮するとともに、圧縮された熱媒体を吐出する。電動圧縮機１１は、例えば吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構１１ａと、圧縮機構１１ａを駆動する電動モータ１１ｂとにより構成される。なお、圧縮機構１１ａとしては、スクロール型圧縮機構やベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することもできる。

　電動モータ１１ｂは、図示しない車両のインバータから出力される交流電圧によって、その作動が制御される交流モータである。電動モータ１１ｂでは、交流モータの回転速度、すなわち単位時間当たりの回転数が制御される。電動圧縮機１１のインバータは、空調制御装置４０から出力される制御信号に応じた周波数の交流電圧を出力する。この周波数制御によって、電動圧縮機１１の熱媒体吐出能力が変更される。

　電動圧縮機１１の吐出口には、室内凝縮器１２の熱媒体入口が接続されている。室内凝縮器１２は空調ユニット３０の空調ダクト３１内に配置されている。空調ダクト３１は、空調ユニット３０において車室内へ送風される空調用空気の空気通路を形成している。室内凝縮器１２は、その内部を流通する熱媒体と空調用空気とを熱交換させることにより空調用空気を加熱する加熱用熱交換器である。

　室内凝縮器１２の熱媒体出口には、暖房用固定絞り１３を介して室外熱交換器１６の熱媒体入口が接続されている。暖房用固定絞り１３は、暖房運転モード時及び除湿暖房運転モード時に室内凝縮器１２から流出した熱媒体を減圧させる減圧手段である。
　ヒートポンプサイクル１０には、室内凝縮器１２から流出した熱媒体を、暖房用固定絞り１３を迂回させて室外熱交換器１６の熱媒体入口へ導くバイパス通路１４が設けられている。バイパス通路１４には、バイパス通路１４を開閉する電磁弁１５が配置されている。

　電磁弁１５は、ヒートポンプサイクル１０の各運転モードに応じて熱媒体回路を切り替える。図２に示されるように、電磁弁１５は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。電磁弁１５は、冷房運転モード時に開状態になり、暖房運転モード時及び除湿暖房運転モード時に閉状態になる。電磁弁１５が開状態のときに熱媒体がバイパス通路１４を通過する際に熱媒体に生じる圧力損失は、電磁弁１５が閉状態のときに熱媒体が暖房用固定絞り１３を通過する際に熱媒体に生じる圧力損失に対して極めて小さい。したがって、電磁弁１５が開状態であるとき、室内凝縮器１２から流出した熱媒体のほぼ全部がバイパス通路１４を介して室外熱交換器１６へ流れる。

　図１に示される室外熱交換器１６は、例えば車両ボンネット内に配置されて、内部を流通する熱媒体と、送風機１６ａにより送風される車室外空気とを熱交換させる。図２に示されるように、送風機１６ａは、空調制御装置４０から出力される制御信号により回転速度が制御されることにより、その送風能力が調整される電動式送風機である。

　図１に示されるように、室外熱交換器１６の熱媒体出口には、三方弁１７が接続されている。三方弁１７は、電磁弁１５とともに、ヒートポンプサイクル１０の各運転モードにおける熱媒体回路を切り替える。図２に示されるように、三方弁１７は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される電気式の三方弁である。三方弁１７は、冷房運転モード時及び除湿暖房運転モード時に、室外熱交換器１６の熱媒体出口と冷房用固定絞り１８とを接続する熱媒体回路に切り替える。三方弁１７は、暖房運転モード時に、室外熱交換器１６の熱媒体出口とアキュムレータ１９の熱媒体入口とを接続する熱媒体回路に切り替える。図１に示されるように、アキュムレータ１９は、電動圧縮機１１の吸入口側に配置されている。

　冷房用固定絞り１８の基本的な構成は暖房用固定絞り１３と同様である。冷房用固定絞り１８の熱媒体出口には、室内蒸発器２０の熱媒体入口が接続されている。室内蒸発器２０は、空調ダクト３１内において、室内凝縮器１２よりも空気流れ方向の上流側に配置されている。室内蒸発器２０は、その内部を流通する熱媒体と空調用空気とを熱交換させて空調用空気を冷却する冷却用熱交換器である。

　室内蒸発器２０の熱媒体出口には、アキュムレータ１９の入口が接続されている。アキュムレータ１９は、内部に流入した気相状の熱媒体と液相状の熱媒体とを分離することによりサイクル内の余剰熱媒体を蓄える気液分離器である。さらに、アキュムレータ１９の出口には、電動圧縮機１１の吸入口が接続されている。

　次に、空調用空気を生成する空調ユニット３０について説明する。図１に示されるように、空調ユニット３０は、空調ダクト３１内に送風機３２、室内蒸発器２０、室内凝縮器１２、エアミックスドア３４等を収容して構成されている。
　空調ダクト３１内の空気流れ方向の最上流部には、空調ダクト３１内へ車室内空気である内気と車室外空気である外気とを選択的に導入する内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替ドアは、図２に示される内外気切替ドア用の電動アクチュエータ５１によって駆動される。電動アクチュエータ５１は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

　図１に示されるように、内外気切替装置３３の空気流れ方向の下流側には、送風機３２が配置されている。送風機３２は、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機３２は、例えば遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機３２は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって回転速度が制御されることにより、その送風能力が調整される。

　送風機３２の空気流れ方向の下流側には、室内蒸発器２０及び室内凝縮器１２が順に配置されている。室内蒸発器２０の空気流れ方向の下流側であって、且つ室内凝縮器１２の空気流れ方向の上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、室内蒸発器２０を通過した空気のうち、室内凝縮器１２を通過する空気の流量と室内凝縮器１２をバイパスする空気の流量との割合を調整する。エアミックスドア３４は、図２に示されるエアミックスドア駆動用の電動アクチュエータ５２によって駆動される。電動アクチュエータ５２は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。図１に示されるように、室内凝縮器１２の空気流れ方向の下流側には、室内凝縮器１２により加熱された温風と室内凝縮器１２をバイパスした冷風とを混合させる混合空間３５が設けられている。

　空調ダクト３１の空気流れ方向の最下流部には、室内凝縮器１２を通過した空調用空気あるいは室内凝縮器１２をバイパスした空調用空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための、図示しない開口部が設けられている。この開口部としては、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口部、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口部、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口部が設けられている。これらの開口部の空気流れ方向の下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたセンターフェイス吹出口、サイドフェイス吹出口等からなるフェイス吹出口、フット吹出口及びデフロスタ吹出口に接続されている。よって、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２を通過させる風量の割合を調整することにより、混合空間３５にて混合される空調風の温度が調整されて、各吹出口から車室内へ吹き出される空調用空気の温度が調整される。

　図２に示される空調制御装置４０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶されたプログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された機器の作動を制御する。出力側に接続された機器としては、送風機３２、電動圧縮機１１、送風機１６ａ、電磁弁１５、三方弁１７、内外気切替ドア用の電動アクチュエータ５１、エアミックスドア用の電動アクチュエータ５２等が挙げられる。

　また、空調制御装置４０の入力側には、各センサから出力される検出信号が入力される。このセンサとしては、内気温センサ４１、外気温センサ４２、日射センサ４３、吐出温度センサ４４、吐出圧力センサ４５、蒸発器温度センサ４６、流出温度センサ４７、吹出温度センサ４８、及び車速センサ４９等が挙げられる。

　内気温センサ４１は、車室内温度を検出する。外気温センサ４２は、外気の温度を検出する。日射センサ４３は、車室内の日射量を検出する。吐出温度センサ４４は、電動圧縮機１１から吐出される熱媒体の温度を検出する。吐出圧力センサ４５は、ヒートポンプサイクル１０における熱媒体の高圧側圧力として、電動圧縮機１１の吐出側の熱媒体圧力を検出する。蒸発器温度センサ４６は、室内蒸発器２０から吹き出される空気温度として蒸発器温度を検出する。流出温度センサ４７は、室外熱交換器１６の出口における熱媒体温度を検出する。吹出温度センサ４８は、室内凝縮器１２を通過した直後の空気の温度を検出する。なお、吐出温度センサ４４、吐出圧力センサ４５、蒸発器温度センサ４６、流出温度センサ４７、及び吹出温度センサ４８は、例えば図１に示されるように配置することができる。車速センサ４９は、車両の走行速度Ｖｃを検出する。

　図２に示されるように、空調制御装置４０の入力側には、操作パネル５０に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネル５０は、例えば車室内前部のインストルメントパネル付近に配置されている。操作パネル５０の各種操作スイッチとしては、車両用空調装置１の作動スイッチ、電動圧縮機１１の作動及び停止を選択する圧縮機の作動スイッチ、ヒートポンプサイクル１０の運転モードの切替スイッチが挙げられる。また、各種空調操作スイッチとしては、吹出口モードの切替スイッチ、送風機３２の風量設定スイッチ、車室内温度設定スイッチ等も挙げられる。

　空調制御装置４０は、空調負荷に基づいて各種機器の制御目標値、例えば送風機３２の送風量、吸込口モード、エアミックスドア３４の開度、ヒートポンプサイクル１０の運転モード等を決定する。その決定内容に応じた制御信号を空調制御装置４０が各種機器に出力することにより、各種機器が作動する。

　具体的には、空調制御装置４０は、空調制御を行なうときには、まず、上述のセンサ群の検出信号や、操作パネル５０の操作信号を読み込む。そして、空調制御装置４０は、車室内温度設定スイッチにより設定された車室内設定温度、内気温センサ４１により検出された車室内温度、外気温センサ４２により検出された外気温度、日射センサ４３により検出された日射量に基づいて、車室内に吹き出される空調用空気の目標吹出温度を演算する。また、空調制御装置４０は、空調用空気の目標吹出温度、センサ群の検出信号、及び操作パネル５０の操作信号等に基づいて、ヒートポンプサイクル１０の空調運転モードを冷房運転モード、除湿暖房運転モード、及び暖房運転モードのいずれか一つのモードに決定する。続いて、空調制御装置４０は、決定された運転モードを実行するための制御信号を電磁弁１５及び三方弁１７に出力することにより、ヒートポンプサイクル１０の熱媒体回路を、運転モードに対応した回路に切り替える。さらに、空調制御装置４０は、空調用空気の目標吹出温度、センサ群の検出信号、及び操作パネル５０の操作信号等に基づいて電動圧縮機１１の目標回転速度、エアミックスドア３４の目標開度、送風機１６ａ，３２のそれぞれの目標回転速度を決定するとともに、それらを制御信号として電動圧縮機１１、電動アクチュエータ５２、及び送風機１６ａ，３２にそれぞれ出力する。これにより、例えば電動圧縮機１１は、その実際の回転速度が目標回転速度となるように駆動する。

　ところで、このような車両用空調装置１では、車両が中速度又は高速度で走行している場合、ロードノイズ等より電動圧縮機１１の作動音がマスキングされるため、電動圧縮機１１の作動音が車両乗員にとって騒音になり難い。また、送風機３２が高速度で回転している場合にも、同様に送風機３２の作動音により電動圧縮機１１の作動音がマスキングされるため、電動圧縮機１１の作動音が車両乗員にとって騒音になり難い。しかしながら、車両が低速度で走行している場合、あるいは送風機３２が低速度で回転している場合には、ロードノイズや送風機３２の作動音等が小さくなるため、結果的に電動圧縮機１１の作動音が車両乗員にとって騒音となり易くなる。

　そこで、本実施形態の空調制御装置４０は、車両の走行速度及び送風機３２の回転速度に基づいて電動圧縮機１１の目標回転速度に上限値を設けることにより、電動圧縮機１１の作動音が騒音になり難くなるようにする。
　一方、電動圧縮機１１の目標回転速度に上限値を設けただけでは、電動圧縮機１１が所定の回転速度域で作動したときに、車両の部品との共振により車室内の騒音が増幅される場合がある。以下、実際に電動圧縮機１１の作動音が増幅される電動圧縮機１１の回転速度領域を共振発生領域と称する。このような電動圧縮機１１の騒音を抑制するために、本実施形態の空調制御装置４０は、電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、電動圧縮機１１の実際の回転速度が共振発生領域に設定されている時間が短くなるように、電動圧縮機１１の目標回転速度及び回転加速度を変化させる。

　次に、図３を参照して、空調制御装置４０による電動圧縮機１１の目標回転速度及び回転加速度の設定手順について具体的に説明する。なお、空調制御装置４０は、図３に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
　図３に示されるように、空調制御装置４０は、まず、ステップＳ１０の処理として、車両が低速度で走行又は停車しているか否かを判断する。具体的には、空調制御装置４０は、車速センサ４９により検出される車両の走行速度Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ１以下である場合には、車両が低速度で走行又は停車していると判断する。また、空調制御装置４０は、車両の走行速度Ｖｃが所定速度Ｖｔｈ１を超えている場合には、車両が中速度又は高速度で走行していると判断する。所定速度Ｖｔｈ１は、車両が低速度で走行しているか否かを判断することができるように予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１０の処理で否定判断した場合には、すなわち車両が中速度又は高速度で走行している場合には、ステップＳ１５の処理として、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊の上限値Ｎｍａｘを第１上限値Ｎｍａｘ１に設定する。第１上限値Ｎｍａｘ１は、車両が中速度又は高速度で走行している際に電動圧縮機１１の作動音が車室内の乗員に騒音と認知され難い電動圧縮機１１の回転速度の最大値に設定されている。第１上限値Ｎｍａｘ１は、予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１５に続くステップＳ１８の処理として、電動圧縮機１１の回転加速度αを通常値α１に設定する。回転加速度αは、電動圧縮機１１の回転速度を上昇又は減少させる際に設定される電動圧縮機１１の回転加速度の目標値である。通常値α１は、予め定められた値であって、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１０の処理で肯定判断した場合には、すなわち車両が低速度で走行又は停車している場合には、ステップＳ１１の処理として、送風機３２の回転速度が所定回転速度以上であるか否かを判断する。所定回転速度は、送風機３２の作動音により電動圧縮機１１の作動音をマスキングすることの可能な送風機３２の回転速度である。所定回転速度は、予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１１の処理で否定判断した場合には、すなわち送風機３２の回転速度が所定回転速度以上である場合には、ステップＳ１６の処理として、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊の上限値Ｎｍａｘを第２上限値Ｎｍａｘ２に設定する。第２上限値Ｎｍａｘ２は、送風機３２の作動音によりマスキングされることにより電動圧縮機１１の作動音を車室内の乗員が騒音と感じ難い電動圧縮機１１の回転速度の最大値に設定されている。第２上限値Ｎｍａｘ２は、第１上限値Ｎｍａｘ１よりも小さい値である。第２上限値Ｎｍａｘ２は、予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１６に続くステップＳ１８の処理として、電動圧縮機１１の回転加速度αを通常値α１に設定する。
　空調制御装置４０は、ステップＳ１１の処理で肯定判断した場合には、すなわち送風機３２の回転速度が所定の回転速度未満である場合には、ステップＳ１２の処理として、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が「Ｎｃ１－ａ≦Ｎｃ＊≦Ｎｃ２＋ａ」を満たしているか否かを判断する。所定値Ｎｃ１は、電動圧縮機１１の共振発生領域の回転速度の最小値である。所定値Ｎｃ２は、電動圧縮機１１の共振発生領域の回転速度の最大値である。所定値Ｎｃ１，Ｎｃ２は、予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。本実施形態の空調制御装置４０は、これらの所定値Ｎｃ１，Ｎｃ２に対して、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が「Ｎｃ１－ａ≦Ｎｃ＊≦Ｎｃ２＋ａ」を満たすことに基づいて、電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があると判定する。なお、所定値ａは、予め定められた値であって、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。以下では、所定値「Ｎｃ１－ａ」から所定値「Ｎｃ２＋ａ」までの範囲を共振判定領域とも称する。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１２の処理で否定判断した場合、すなわち電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性がないと判定した場合には、ステップＳ１７の処理として、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊の上限値Ｎｍａｘを第３上限値Ｎｍａｘ３に設定する。第３上限値Ｎｍａｘ３は、車両が停車している場合、あるいは車両が低速度で走行している場合に電動圧縮機１１の作動音を車室内の乗員が騒音と感じ難い電動圧縮機１１の回転速度の最大値に設定されている。第３上限値Ｎｍａｘ３は、第１上限値Ｎｍａｘ１及び第２上限値Ｎｍａｘ２よりも小さい値である。第３上限値Ｎｍａｘ３は、予め実験等により求められており、空調制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１７に続くステップＳ１８の処理として、電動圧縮機１１の回転加速度αを通常値α１に設定する。
　空調制御装置４０は、ステップＳ１２の処理で肯定判断した場合、すなわち電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があると判定した場合には、ステップＳ１３の処理として、共振発生領域から外れるように目標回転速度Ｎｃ＊を補正する補正制御を実行する。

　具体的には、空調制御装置４０は、現在から所定時間前までの目標回転速度Ｎｃ＊の単位時間ｔ当たりの変化量を「ｄＮｃ＊／ｄｔ」とするとき、「ｄＮｃ＊／ｄｔ」が零以上である場合、以下の式ｆ１に基づいて目標回転速度Ｎｃ＊を補正する。
　Ｎｃ＊←Ｎｃ２＋ａ　（ｆ１）
　すなわち、空調制御装置４０は、目標回転速度Ｎｃ＊が増加傾向である場合には、目標回転速度Ｎｃ＊を共振判定領域の最大値「Ｎｃ２＋ａ」に補正する。

　また、空調制御装置４０は、「ｄＮｃ＊／ｄｔ」が零未満である場合には、以下の式ｆ２に基づいて目標回転速度Ｎｃ＊を補正する。
　Ｎｃ＊←Ｎｃ１－ａ　（ｆ２）
　すなわち、空調制御装置４０は、目標回転速度Ｎｃ＊が減少傾向である場合には、目標回転速度Ｎｃ＊を共振判定領域の最小値「Ｎｃ１－ａ」に補正する。

　空調制御装置４０は、ステップＳ１３に続くステップＳ１４の処理として、電動圧縮機１１の回転加速度αを、通常値α１よりも大きい所定値α２に設定する。所定値α２は、例えば電動圧縮機１１の回転加速度の最大値である。
　次に、本実施形態の車両用空調装置１の動作例について説明する。

　例えば空調ユニット３０の負荷が高負荷状態になることにより、図４に示されるように、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が所定値Ｎｃ１よりも小さい値から増加したとする。この場合、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が所定値「Ｎｃ１－ａ」から所定値「Ｎｃ２＋ａ」の範囲に達すると、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が補正値「Ｎｃ２＋ａ」に設定される。またこの際、電動圧縮機１１の回転加速度αが所定値α２に設定される。これにより、電動圧縮機１１の実際の回転速度が補正値「Ｎｃ２＋ａ」まで即座に上昇するため、電動圧縮機１１の回転速度が共振発生領域となっている時間を短くすることができる。よって、共振により電動圧縮機１１の作動音が増幅されることを抑制できる。

　その後に空調ユニット３０の負荷が低負荷状態になることにより、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が所定値Ｎｃ２よりも大きい値から減少したとする。この場合、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が所定値「Ｎｃ１－ａ」から所定値「Ｎｃ２＋ａ」の範囲に達すると、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が補正値「Ｎｃ１－ａ」に設定される。またこの際、電動圧縮機１１の回転加速度αが所定値α２に設定される。これにより、電動圧縮機１１の実際の回転速度が補正値「Ｎｃ１－ａ」まで即座に減少するため、電動圧縮機１１の回転速度が共振発生領域となっている時間を短くすることができる。よって、この場合にも、同様に、共振により電動圧縮機１１の作動音が増幅されることを抑制できる。

　以上説明した本実施形態の車両用空調装置１によれば、以下の（１）～（３）に示される作用及び効果を得ることができる。
　（１）空調制御装置４０は、車両の走行速度Ｖｃが所定速度未満であって、且つ送風機３２の回転速度が所定回転速度未満であるとき、電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊を補正するとともに、電動圧縮機１１の回転加速度αを通常値α１よりも大きい所定値α２に設定する。これにより、電動圧縮機１１の回転速度が共振発生領域になる時間を短くすることができる。すなわち、電動圧縮機１１の作動音が増幅される時間を短くすることができるため、結果的に電動圧縮機１１の作動音が騒音として認知され難くなる。よって、例えば電動圧縮機１１の作動音を小さくさせるために電動圧縮機１１の質量を増加させる必要がなくなるため、電動圧縮機１１を軽量化することができる。また、車両の静音性を向上させるための別途の遮音機構等が不要となるため、車両の構造の複雑化を回避することもできる。

　（２）空調制御装置４０は、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が所定値「Ｎｃ１－ａ」から所定値「Ｎｃ２＋ａ」の範囲に設定されることをもって、電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することとした。これにより、電動圧縮機１１の作動音が共振により増幅される可能性があるか否かを容易に判定することができる。

　（３）空調制御装置４０は、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が「Ｎｃ１－ａ≦Ｎｃ＊≦Ｎｃ２＋ａ」を満たしたとき、目標回転速度Ｎｃ＊が増加傾向にあると判断した場合には、目標回転速度Ｎｃ＊を所定値「Ｎｃ２＋ａ」に設定する。また、空調制御装置４０は、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が「Ｎｃ１－ａ≦Ｎｃ＊≦Ｎｃ２＋ａ」を満たしたとき、目標回転速度Ｎｃ＊が減少傾向にあると判断した場合には、目標回転速度Ｎｃ＊を所定値「Ｎｃ１－ａ」に設定する。これにより、電動圧縮機１１の回転速度が共振発生領域になることを更に回避し易くなる。

　なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
　・空調制御装置４０は、ステップＳ１３の処理において、目標回転速度Ｎｃ＊が増加傾向である場合に、目標回転速度Ｎｃ＊を共振判定領域の最大値「Ｎｃ２＋ａ」よりも大きい値に設定してもよい。また、空調制御装置４０は、目標回転速度Ｎｃ＊が減少傾向である場合に、目標回転速度Ｎｃ＊を共振判定領域の最小値「Ｎｃ２－ａ」よりも小さい値に設定してもよい。

　・空調制御装置４０は、ステップＳ１３の処理において、「ｄＮｃ＊／ｄｔ」の値にかかわらず、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊を所定値「Ｎｃ２＋ａ」又は所定値「Ｎｃ２－ａ」に設定してもよい。
　・空調制御装置４０は、ステップＳ１２の処理において、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が「Ｎｃ１≦Ｎｃ＊≦Ｎｃ２」を満たすか否かを判断してもよい。すなわち、空調制御装置４０は、ステップＳ１２の処理として、電動圧縮機１１の目標回転速度Ｎｃ＊が共振発生領域であるか否かを判断してもよい。

　・空調制御装置４０は、ステップＳ１１の処理において、空調ユニット３０の送風機３２の回転速度に代えて、室外熱交換器１６の送風機１６ａの回転速度を用いてもよい。
　・上記の車両用空調装置１の構成は、冷凍サイクルを有する車両用空調装置にも適用可能である。

　・空調制御装置４０が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えば空調制御装置４０がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により提供することができる。

　・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

Claims

　空調ダクト（３１）内に配置された室内熱交換器（１２，２０）を流れる熱媒体と、前記空調ダクト内を流れる空気との間で熱交換を行うことにより空調用空気を生成するとともに、当該空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内の空調を行う車両用空調装置（１）であって、
　前記熱媒体を圧縮する電動圧縮機（１１）と、
　前記空調ダクト内の空気を車室内に吹き出す送風機（３２）と、
　前記電動圧縮機の目標回転速度を設定する制御部（４０）と、を備え、
　前記制御部は、車両の走行速度が所定速度未満であって、且つ前記送風機の回転速度が所定回転速度未満であるとき、前記電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、前記目標回転速度を補正するとともに、前記電動圧縮機の回転加速度を通常値よりも大きい値に設定する
　車両用空調装置。
　空調ダクト（３１）内に配置された室内熱交換器（１２，２０）を流れる熱媒体と、前記空調ダクト内を流れる空気との間で熱交換を行うことにより空調用空気を生成するとともに、当該空調用空気を車室内に吹き出すことにより車室内の空調を行う車両用空調装置（１）であって、
　前記熱媒体を圧縮する電動圧縮機（１１）と、
　車室外空気と前記熱媒体との間で熱交換を行う室外熱交換器（１６）と、
　前記室外熱交換器に空気を送風する送風機（１６ａ）と、
　前記電動圧縮機の回転速度を目標回転速度に制御する制御部（４０）と、を備え、
　前記制御部は、車両の走行速度が所定速度未満であって、且つ前記送風機の回転速度が所定回転速度未満であるとき、前記電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定することに基づいて、前記目標回転速度を補正するとともに、前記電動圧縮機の回転加速度を通常値よりも大きい値に設定する
　車両用空調装置。
　前記制御部は、前記目標回転速度が所定の共振判定領域に設定されることをもって、前記電動圧縮機の作動音が共振により増幅される可能性があると判定する
　請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
　前記制御部は、前記目標回転速度が前記共振判定領域に設定されたとき、前記目標回転速度が増加傾向にあると判断した場合には、前記目標回転速度を前記共振判定領域の最大値に設定する
　請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記制御部は、前記目標回転速度が前記共振判定領域に設定されたとき、前記目標回転速度が増加傾向にあると判断した場合には、前記目標回転速度を前記共振判定領域の最大値以上の値に設定する
　請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記制御部は、前記目標回転速度が前記共振判定領域に設定されたとき、前記目標回転速度が減少傾向にあると判断した場合には、前記目標回転速度を前記共振判定領域の最小値に設定する
　請求項３に記載の車両用空調装置。
　前記制御部は、前記目標回転速度が前記共振判定領域に設定されたとき、前記目標回転速度が減少傾向にあると判断した場合には、前記目標回転速度を前記共振判定領域の最小値以下の値に設定する
　請求項３に記載の車両用空調装置。